Refrigeración de DSLR por caja fría - Capítulo II

[xatamec]

Hola,

Abro un nuevo hilo porque el anterior quedó un poco disperso. Para el que le interese el hilo original era viewtopic.php?f=16&t=32497

Estos días de lluvia me han permitido avanzar. He acabado la caja fría. A continuación os pongo las fotos resumiendo los pasos para completarla.


Estructura de cobre con el dedo frío de aluminio y el despiece de placas de poliestireno expandido:




La caja montada con las planchas aislantes




Detalle de la caja de conexiones de los cables y del sitio donde va alojado el Peltier. Forrada con cinta de aluminio para proteger el poliestireno y darle un toque mas estético:




Visión frontal de la caja finalizada




Visión trasera con el Peltier, el disipador y el ventilador montados:




Vista superior con la tapa retirada para que se vea el alojamiento de la cámara:




Próximo capítulo: caja de control y primeras pruebas.

Saludos,
Sergi

[XAP]

Hola.

Te esta quedando muy bien esa caja fria.
Para la electronica te comento unas cosas que quizas te sirvan. Lo primero es que hagas el termostato con tres o cuatro preajustes de temperatura para poder seleccionar la mas adecuada dependiendo de la temperatura ambiente, ademas eso te servira para tener una libreria de darks, es una gozada dedicar todo el tiempo solo ha hacer tomas L y olvidarte de los puñetros darks.
Creo que querias hacer una alimentacion de tension residual para cuando el termostato esta apagado, yo hice pruebas y le veo un inconveniente si utilizas varias temperaturas, y es que la tension residual solo es operativa con la temperatura mas baja, a la que aumentas la temperatura la tension residual ya es suficientemente alta como para superar el umbral de temperatura ajustado. Estuve barajando la posibilidad de hacer que la temperatura residual variara segun la temperatura seleccionada pero al final lo deje pues llevo ya bastantes horas haciendo funcionar la peltier con cortes de 0V a 12V y la verdad es que no he notado ninguna bajada de rendimiento. Si eso ocurriera, pues al precio que estan las peltiers se soluciona con peltier nueva.

Enhorabuena por tu brico


saludos

[xatamec]

Hola Xap,

Muchas gracias por tus consejos

Ha habido una variación en cuanto a la electrónica de control... en el primer hilo de este proyecto lo comento en uno de los últimos mensajes... encontré una forma de unir mi termostato con un circuito de modulación de pulsos de nandorroloco. Con un par de potenciómetros podré regular precisamente la potencia que necesito en cada uno de las 2 situaciones posibles:

1) temperatura que mide la sonda superior a la temperatura objetivo. En esta situación el modulador de pulsos entregará la máxima potencia posible (aprox. 95% de cada ciclo).
2) temperatura sonda = temperatura objetivo (incluyendo histéresis). Intentaré entregar un valor entre 1/3 y 1/2 de la potencia. Si ocurre el fenómeno que tu describes podré rebajar este valor fácilmente mediante el potenciómetro hasta ajustarlo a un porcentaje adecuado.

El circuito modificado del PWM es el siguiente... recuerda que el relé será controlado por mi termostato:



Saludos,
Sergi

[XAP]

Hola.

Entonces solo dispondras de una temperatura no?? entiendo que la podras variar a tu antojo, si es asi veo un inconveniente con los darks y es el termometro. Salvo que el termometro sea muy muy rapido en las lecturas, te puede suceder que sea complicado dejar la temperatura ajustada a un valor con un margen de error bajo. Los termometros normalitos hacen la lectura cada 2 o 3 seg y eso puede generarte una variacion de algunos grados de diferencia.

Para mi electronica estuve barajando la posibilidad de utilizar el sector rotativo de 3 circuitos y 4 posiciones de forma que uno de los circuitos seleccionara sobre las 4 resistencias ajustables para la temp. y otro de los circuitos seleccionara sobre otras 4 resistencias ajustables para las distintas tensiones residuales para la peltier ( cuando termostato off) . Tambien se podria hacer con 4 interruptores Givi de 2 circuitos. Al final desisiti por quedar una electronica muy voluminosa y pesada ademas de que como comente, la peltier aguanta de momento.

Animo, que veras que gozada de imagenes dan esos CMOS cuando tiritan


saludos

[snikers]

Yo creo que la forma mas sencilla de poder regular la temperatura interna es por el ventilador que disipa el calor del peltier,contra menos rpms mas caliente está un lado,es decir menos frio da el otro,asi el peltier no sufre variaciones de voltaje/etc,aparte poder regular el ventilador es mucho mas fácil,sólo tienes que encontrar un valor de resistencia del termómetro interno y asociarlo a un ptc al ventilador,como buscamos una temperatura baja el peltier nunca sufre,ya que el ventilador rara vez se apaga completamente,si siquiera a 4 de ambiente.

Yo he conseguido estabilizar la caja en 0 grados con variaciones de 1 grado de error,si quieres xatamec te puedo decir que componentes he usado si al final optas por esto.

La caja que has realizado es practicamente como la mia,solo que yo he utilizado el porexpan con planca de aluminio de 0,8 que da mucha rigidez al conjunto y apenas hace subir 50 gramos al conjunto.

Saludos

[xatamec]

Hola,

Xap, dispondré de la temperatura que seleccione. El termostato me permite desde +15 a -20ºC. Los potenciómetros del PWM sólo los tocaré cuando calibre inicialmente el sistema, para determinar el porcentaje de potencia que impide que la temperatura siga bajando cuando el relé ha conmutado. Aún así mi idea es trabajar a la misma temperatura siempre, como ya expliqué en el hilo anterior, haré una simulación con las peores condiciones en cuanto a temperatura ambiente (25ºC) y humedad (95%) posibles. Iré bajando la temperatura hasta la mínima posible en la que no tenga condensación en el filtro que pondré en el reductor, el cual recuerda que llevará un calentador. La temperatura de trabajo que logre en esas condiciones extremas será la que en principio usaré siempre. Lo que pasa es que pienso dimensionar bien el calentador frontal para que me permita trabajar por lo menos a -15ºC en el interior de la caja.

Snikers, no me parece correcta esa forma de regulación. No digo que no funcione, sino que funciona a costa de comprometer la eficiencia del sistema. La forma óptima de regular la temperatura es regular la potencia entregada al Peltier y para ello los fabricantes recomiendan 2 formas: regulación de voltaje o modulación de pulsos a alta frecuencia. La segunda es mucho mas fácil y barata de implementar por ello la mayoría de controladores comerciales se basan en PWM.
Particularmente en mi caso una de las condiciones de diseño del sistema ha sido maximizar la eficiencia, puesto que en las salidas al campo alimento todos los trastos con una única batería de 12V y ésta me debe durar un mínimo de 6 o 7 horas en las sesiones mas largas.

Saludos,
Sergi

[snikers]

Hombre -15,no se ,lo veo demasiado en verano,no tanto en invierno,según las pruebas que yo he realizado los 25 por debajo de ambiente se puede conseguir,yo ahora estoy haciendo pruebas y tengo 25 en mi habitacion y la caja le cuesta llegar a 9 grados,y bajar de 9 se hace eterno aunque llega un momento que se mantiene en 5 grados un rato para luego bajar hasta los 0,pero pasa muuuuuuucho tiempo,aunque claro,tambien es mas facil llegar a -20 con 0 de ambiente que a 5 grados con 25 de ambiente,eso lo tengo claro ya que he hecho pruebas de frigorífico jejeje.


Tu tenías un peltier de 90W verdad? mas o menos es lo que yo estoy usando ahora,tengo 2 peltiers de 50W,aunque la única forma de que funcione mejor es la de dentro funcionando a "7V" (edito,he probado con 5V y funciona mucho mejor) y la externa a 12V.


La diferencia de tener el ventilador a 12V o a 7V radica en solamente 1,5 grados de diferencia,creo que el problema de que no funcione el conjunto a 12/12 es por la eficiencia y transferencia frio/calor

Simplemente llego a la conclusion que peltiers de mas de 75W deben de ser refrigeradas por agua,la transferencia metal/aire no funciona correctamente,si aunque montes el ventilador gigante a 24V como yo he realizado.

Tengo ganas de ver tus resultados y tus pruebas,así podemos saber cual es el mejor rendimiento de nuestras cajas.







Saludos

[xatamec]

Hola Snikers,

Participo en un grupo de yahoo de EEUU que va sobre modificaciones a DSLR y también sobre proyectos de refrigeración.

Lo que comenta la gente allí es que no ha tenido éxito con Peltiers de mas de 50W, ya sean doble etapa o una únicamente. Esta gente comenta que bajando la potencia del Peltier han tenido mejores resultados. Está el caso de uno que empezó con una de 200W, bajó a 100W, luego a 60W y por último se ha quedado con el de 40W.

Es posible que lo que comentas de que la radiación metal-aire no sea óptima sea cierto, desde luego el aire és un pésimo conductor calorífico. Pero no creo que sea la causa principal, al menos a tenor de lo que deduzco de mi primera prueba:

Ayer tuve 1 hora la caja en funcionamiento. Temperatura inicial 21ºC, temperatura final 3ºC. Pasada la hora lo dejé porque era muy tarde. Lo que pude notar es que el disipador no estaba nada caliente, lo que me hace pensar que quizás no tengo un buen contacto entre éste y el Peltier y por eso no se disipa bien el calor... otra posibilidad es que el Peltier no esté consumiendo 90W realmente sino mucho menos, porque 90W de calor deberían notarse. Hoy pondré un multímetro para comprobar el amperaje. Os seguiré contando la evolución. En la primera prueba me he quedado a medio camino de donde pretendo llegar.

¿A vosotros el disipador se os calienta mucho?

Saludos,
Sergi

[snikers]

A mi el disipador se me calienta bastante,tambien porque ahora mismo estoy en 2 peltiers,una a 7V ,que mas o menos son unos 35W,y otro detrás a 12V 50W enfriando el primero y es como mejor me va el conjunto*,con una sola a 12V no me iva muy bien,pero creo que era porque dentro de la caja tengo mucha diferencia de temperatura entre arriba y abajo y cuando hice las pruebas con sólo la de12 creo que la sonda miraba hacia arriba.

Yo la sonda la tengo en un lateral,si dejo la sonda mirando hacia abajo tengo 0 grados con 25 de ambiente,pero si la dejo mirando hacia arriba tengo 8 grados,es posible tanta diferencia de temperatura en el interior de la caja?

En cualquier caso no tengo ningún tipo de condensacion,ni en el reductor ni en un filtro que le puse delante de este.

Lo que hasta el fin de semana no podré hacer más pruebas,ya que la pasta térmica la tengo en el camping y tanto sacar y meter peltiers me han dejado casi sin nada para ir probando.


Con que fuente alimentas el peltier? lo mismo no tiene suficiente potencia,por eso no te genera tanto calor,tambien cabe la posibilidad que tengas un peltier de 90W pero de 40x40,en este caso esas células no dan esa potencia,se venden como 90W pero en realidad consumen como mucho 5A,lo digo porque yo tengo una de esas.

Saludos

[xatamec]

La sonda yo la tengo en el interior de la cámara, metida a través del recinto de la batería para que la temperatura que tome sea lo mas parecida posible a la del sensor.

Me escama lo del disipador, a mi no se me calentó nada de nada. Uso una pasta térmica con particulas de plata, que teóricamente conduce muy bien el calor, pero encuentro que es muy viscosa y me da la impresión que no se distribuye uniformemente en la superficie del peltier y disipador.

El Peltier lo he alimentado directamente con la batería de ciclo profundo, así que amperios tiene de sobras para darle. Si que es uno de 40x40...